全站仪的望远镜实现了视准轴、测距光波的发射、接收光轴同轴化。同轴化的基本原理是：在望远物镜与调焦透镜间设置分光棱镜系统，通过该系统实现望远镜的多功能，即既可瞄准目标，使之成像于十字丝分划板，进行角度测量。同时其测距部分的外光路系统又能使测距部分的光敏二极管发射的调制红外光在经物镜射向反光棱镜后，经同一路径反射回来，再经分光棱镜作用使回光被光电二极管接收；为测距需要在仪器内部另设一内光路系统，通过分光棱镜系统中的光导纤维将由光敏二极管发射的调制红外光传也送给光电二极管接收 ，进行而由内、外光路调制光的相位差间接计算光的传播时间，计算实测距离。
同轴性使得望远镜一次瞄准即可实现同时测定水平角、垂直角和斜距等全部基本测量要素的测定功能。加之全站仪强大、便捷的数据处理功能，使全站仪使用极其方便。
存储器：
全站仪存储器的作用是将实时采集的测量数据存储起来，再根据需要传送到其它设备如计算机等中，供进一步的处理或利用，全站仪的存储器有内存储器和存储卡两种。
全站仪内存储器相当于计算机的内存（RAM），存储卡是一种外存储媒体，又称PC卡，作用相当于计算机的磁盘。
通讯接口：
全站仪可以通过RS-232C通讯接口和通讯电缆将内存中存储的数据输入计算机，或将计算机中的数据和信息经通讯电缆传输给全站仪，实现双向信息传输。
气泡管气泡为什么会出现偏差？
原因：
(1）圆气泡管一般由3个螺钉固定，内部有一个波形弹簧。若3个螺钉受力不均匀时，当仪器在车辆运输过程中受颠簸就会引起受力小的螺钉松动，引起偏差，或者长时间使用造成螺钉松动。
(2）长气泡管一般是一端固定，另外一端可调（校正螺钉）。可调端下面有弹簧，固定端里面应该有凸形内垫圈。无论是生产装配还是维修校正，若在长气泡管调整时没有注意校正螺钉的螺纹间距，使螺钉受力不均衡，在仪器受大的颠簸后螺钉会稍微旋转、引起气泡偏差。
